07物流ppt課件

1、7.生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)C G Cao7.1 物質(zhì)循環(huán)的根本原理7.2 幾種重要循環(huán)的概述7.3 物質(zhì)循環(huán)與環(huán)境問(wèn)題.7.1 物質(zhì)循環(huán)的根本原理7.1.1 物質(zhì)循環(huán)的有關(guān)概念7.1.2 物質(zhì)循環(huán)的根本方式7.1.3 物質(zhì)循環(huán)的類(lèi)型7.1.4 物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn) .定義：生態(tài)系統(tǒng)中各元素和化合物沿著特定的途徑從生物到環(huán)境，在從環(huán)境到生物，不斷往復(fù)循環(huán)的過(guò)程。1.生物地球化學(xué)循環(huán)C G Cao7.1.1 物質(zhì)循環(huán)的有關(guān)概念.2.庫(kù)和流庫(kù)：流：物質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中被暫時(shí)固定、儲(chǔ)存的場(chǎng)所。C G Cao.庫(kù)：流：儲(chǔ)存庫(kù)交換庫(kù)即環(huán)境庫(kù)，容積較大，物質(zhì)交換活動(dòng)緩慢。如大氣庫(kù)、土壤庫(kù)、水體庫(kù)等。2.庫(kù)和流C G C

2、ao.庫(kù)：流：儲(chǔ)存庫(kù)交換庫(kù)即生物庫(kù)，容積較小，與外界物質(zhì)交換活潑。如植物庫(kù)、動(dòng)物庫(kù)、微生物庫(kù)。C G Cao2.庫(kù)和流.庫(kù)：流：儲(chǔ)存庫(kù)交換庫(kù)物質(zhì)在庫(kù)與庫(kù)之間的轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)形狀。C G Cao2.庫(kù)和流.周轉(zhuǎn)率：指系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定形狀后，某一組分庫(kù)中的物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)所流出的量或流入的量占庫(kù)存總量的分?jǐn)?shù)值。 單位時(shí)間交換量周轉(zhuǎn)率= 庫(kù)存量周轉(zhuǎn)期：是庫(kù)中物質(zhì)全部改換平均需求的時(shí)間，也是周轉(zhuǎn)率的倒數(shù)。3.周轉(zhuǎn)率、周轉(zhuǎn)期C G Cao.在生物量的周轉(zhuǎn)中，往往用更新率、更新期的概念，其含義同周轉(zhuǎn)率、周轉(zhuǎn)期如某一森林的現(xiàn)存量為324 t/hm2，年凈消費(fèi)量為28.6 t/hm2，其更新率=28.6324= 0.0

3、88,更新期約11.3年。如某一水體中浮游生物的現(xiàn)存量為0.07 t/hm2，年凈消費(fèi)量為4.1 t/hm2，其更新率=4.10.07=59，更新期只需6.23天。 3.周轉(zhuǎn)率、周轉(zhuǎn)期C G Cao.7.1.2 物質(zhì)循環(huán)的根本方式根據(jù)物質(zhì)循環(huán)的范圍不同分為地球化學(xué)循環(huán)地質(zhì)大循環(huán)和生物循環(huán)生物小循環(huán)兩種根本方式 . 指化合物或元素經(jīng)生物體的吸收作用，從環(huán)境進(jìn)入生物有機(jī)體內(nèi)，然后生物有機(jī)體以死體、殘?bào)w或排隊(duì)泄物方式將物質(zhì)或元素前往環(huán)境，經(jīng)過(guò)五大自然圈循環(huán)后，再被生物利用的過(guò)程。特點(diǎn)：時(shí)間長(zhǎng)，范圍廣，是閉合式的循環(huán)。福島核電站排放輻射性污水進(jìn)入海里 5年后可到達(dá)北美10年后到達(dá)亞洲東部30年后分散至

4、整個(gè)太平洋 1.地質(zhì)大循環(huán)C G Cao.水的地質(zhì)大循環(huán)C G Cao.生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境中的元素或化合物被生物利用后前往環(huán)境，不經(jīng)五大自然圈層的循環(huán)，又相繼被生物利用的過(guò)程。特點(diǎn)：時(shí)間短、范圍小，是開(kāi)放式的循環(huán)。2.生物小循環(huán)C G Cao.Ca的生物小循環(huán) C G Cao.主 要 特 征氣相型循環(huán)堆積型循環(huán)元 素 類(lèi) 型有氣態(tài)化合物或分子C、H、O、N、CL等無(wú)氣態(tài)化合物或分子P、CA、K、NA、MG等主要貯存庫(kù)大氣圈、水圈巖石圈、土壤圈循 環(huán) 速 度快慢運(yùn) 動(dòng) 方 式分散沉降、抬升、風(fēng)化、溶解抗干擾才干強(qiáng)弱循 環(huán) 性 質(zhì)完全循環(huán)不完全循環(huán)7.1.3 物質(zhì)循環(huán)的類(lèi)型C G Cao.物質(zhì)不滅，循環(huán)

5、往復(fù)物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)不可分割，相輔相成物質(zhì)循環(huán)的生物富集沒(méi)有生物那么難于循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)物質(zhì)循環(huán)有一定調(diào)理才干各物質(zhì)循環(huán)過(guò)程相互聯(lián)絡(luò)，不可分割。 7.1.4 物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)C G Cao.7.2.1 水循環(huán)7.2.2 碳循環(huán)7.2.3 氮循環(huán)7.2.4 磷循環(huán)7.2.5 硫循環(huán)7.2.6 營(yíng)養(yǎng)循環(huán)C G Cao7.2 幾種重要循環(huán)的概述.總體積約為14億km3水，分布于海洋、冰川、地下水、內(nèi)陸湖泊、大氣五大水“庫(kù)中，咸水占水量97%，3%是淡水，其中34以固體形狀固著在兩極冰蓋和冰川中，只需余下不到1%的水，才是供人類(lèi)用的液態(tài)淡水。 7.2.1 水循環(huán)C G Cao. 水的大循環(huán) C G Ca

6、o.水的小循環(huán) 水分循環(huán)平衡:降雨=植被水+土壤水+地下水+地表水+蒸發(fā)騰水. 1960年以來(lái)對(duì)地表徑流人工控制才干增長(zhǎng)3倍；水庫(kù)蓄水量到達(dá)湖泊和河流的36倍，占將近一半的可利用水資源水資源利用每10年添加20，1535地域出現(xiàn)過(guò)度利用，在21世紀(jì)將成為制約全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)開(kāi)展的主要生態(tài)要素人類(lèi)活動(dòng)深化地改動(dòng)了水的生物地球化學(xué)循環(huán)Vrsmarty and Sahagian 2000當(dāng)前水資源過(guò)度利用地域未來(lái)50年水資源短缺地域.(1)植被破壞(2)水利工程(3)開(kāi)采地下水(4)水體污染 人類(lèi)對(duì)水循環(huán)的影響及水問(wèn)題C G Cao.(1)植被破壞C G Cao.(2) 水利工程 如修筑水庫(kù)，塘堰可擴(kuò)展

7、自然蓄水量；而圍湖造田又使自然蓄水容積減小，尤其是大量季節(jié)性降水因保蓄力減弱而流走，呵斥短期洪澇災(zāi)禍，并同時(shí)降低了地下水庫(kù)的補(bǔ)給，也引起嚴(yán)重的土壤和營(yíng)養(yǎng)流失。 C G Cao.C G Cao.(3)開(kāi)采地下水 由于過(guò)度開(kāi)發(fā)部分地域的地表水和地下水，用于工、農(nóng)業(yè)及城市開(kāi)展，不但使地表、地下水貯量下降，出現(xiàn)地下漏斗及地上的斷流，呵斥次生鹽漬化；也使下游水源減少，水位下降，水質(zhì)惡化，沿海出現(xiàn)海水入侵，加重了干旱化和鹽漬化要挾。 C G Cao.C G Cao.(4)水體污染 C G Cao.碳的大循環(huán)C G Cao7.2.2 碳循環(huán).碳的小循環(huán)C G Cao.C G Cao植被破壞： 20億噸土壤破

8、壞： 20億噸礦物熄滅： 60億噸人類(lèi)影響追加給大氣的CO2.碳循環(huán)失調(diào)呵斥的環(huán)境問(wèn)題溫室效應(yīng)Greenhouse effect Global warming.碳循環(huán)失調(diào)呵斥的環(huán)境問(wèn)題溫室效應(yīng)Greenhouse effect Global warming.溫室氣體溫室氣體除了二氧化碳(CO2)外，還包括甲烷(CH4)、氧化氮(N2O)和碳氟氯烷(CFC)、臭氧(O3)等。其中CO2的作用約占全部溫室氣體作用的50%以上,大氣中的水蒸氣也對(duì)溫室效應(yīng)起著重要作用 C G Cao.Greenhouse gas：CO2、CFC、CH4、N2O(近年的濃度變化 CO21750: 280ppmNow:

9、360ppmN2O1750: 280ppbNow: 314ppbCH41750: 0.7ppmNow: 1.7ppmCFC.(1)在能量供求方面； (2)北冰洋飄浮海冰和南極西部冰山的融化。(3)世界生物群落的分布主要取決于氣候，尤其是溫度和降雨。(4)由于沿岸和表層水溫升高，呵斥海洋上升流減少， (5)全球變暖能夠呵斥某些疾病發(fā)病率的升高。(6)氣候變暖將大大影響食物消費(fèi)的分布和穩(wěn)定性。 全球變暖對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響C G Cao.N的大循環(huán)N的小循環(huán)C G Cao7.2.3 氮循環(huán).生物固氮：每年約5400萬(wàn)噸工業(yè)固氮：每年約6680萬(wàn)噸高能固氮：每年約760萬(wàn)噸氮的固定C G Cao反硝化有

10、機(jī)物的熄滅淋溶流失揮發(fā)氮的損失.C G Cao.人類(lèi)活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)的影響人為的固氮作用使大氣庫(kù)中的N減少，陸地和海洋中N添加，其中主要流向海洋。氮氧化物的流量和大氣圈中的存量在不斷添加.人工氮固定成為土壤和水環(huán)境主要污染源，導(dǎo)致N2O溫室效應(yīng)比CO2高2個(gè)數(shù)量級(jí)排放量指數(shù)增長(zhǎng)氮循環(huán)：人工固氮才干超越自然過(guò)程的總和，生態(tài)系統(tǒng)有效氮輸入量添加1倍；人類(lèi)活動(dòng)深化地改動(dòng)了生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)人工固氮才干和氮肥施用量的增長(zhǎng)Galloway et al. 2002Mosier and Kroeze, 2001全球農(nóng)業(yè)系統(tǒng)N2O排放量.(1)水體富營(yíng)養(yǎng)化(2)地下水中的N2O-、NO3-具有致癌作用(3)臭氧層的

11、破壞(4)光化學(xué)煙霧氮循環(huán)失調(diào)呵斥的環(huán)境問(wèn)題C G Cao.水體富營(yíng)養(yǎng)化的過(guò)程營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體水中微生物繁殖 迸發(fā)性增長(zhǎng) 死亡分解 耗費(fèi)氧氣 氧氣缺乏 厭氣分解 產(chǎn)生有毒物質(zhì) 水體變壞水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害水中溶解氧氣減少，水生生物無(wú)法生存C G Cao. The ozone holeThis satellite picture of the Antarctic ozone hole was taken on October ,1993.There was 15% less ozone over Antarctic in 1993 than a year earlier,leaving the p

12、rotective shield at less than one-third its normal thickness. 臭氧層破壞.臭氧層破壞危害1對(duì)人體安康的影響。2對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。3對(duì)空氣質(zhì)量及全球變暖的影響4對(duì)資料的影響。 C G Cao.C G Cao光化學(xué)煙霧.7.2.4 磷循環(huán)(堆積型C G Cao.7.2.5 硫循環(huán)氣相型兼堆積型巖石圈干濕沉降水土、化肥流失海水侵蝕地下水滲出堆積生物吸收歸還火山迸發(fā)揚(yáng)塵大氣圈水體土壤堆積層風(fēng)化地殼運(yùn)動(dòng)海水飛沫工業(yè)施肥采礦廢氣工業(yè)排放.C G Cao.硫循環(huán)的環(huán)境問(wèn)題(1)酸雨:酸雨指PH值小于5.6的雨、霧、雪、霜的統(tǒng)稱(chēng)。主要由SO2引起的

13、。(2)酸雨的危害:土壤酸化、貧瘠化，毒害植物根系，危害生物生長(zhǎng)。(3)水體富營(yíng)養(yǎng)化.7.2.6 農(nóng)田營(yíng)養(yǎng)循環(huán)N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素在人為影響下的運(yùn)動(dòng)叫農(nóng)田營(yíng)養(yǎng)循環(huán)普通方式是：土壤植物動(dòng)物土壤C G Cao.7.2 幾種重要循環(huán)的概述 水循環(huán)C G Cao.堅(jiān)持農(nóng)田營(yíng)養(yǎng)循環(huán)平衡的途徑合理施肥合理種植農(nóng)產(chǎn)品就地加工農(nóng)林牧副漁結(jié)合處理鄉(xiāng)村能源有目的積肥C G Cao.7.3 物質(zhì)循環(huán)與環(huán)境問(wèn)題 7.3.1 環(huán)境污染與污染生態(tài)學(xué)7.3.2 生物放大作用與有毒有害物質(zhì)的循環(huán)7.3.3 化學(xué)農(nóng)藥與物質(zhì)循環(huán)7.3.4 化學(xué)肥料與物質(zhì)循環(huán)7.3.5 環(huán)境污染的生物監(jiān)測(cè)7.3.6環(huán)境污染的生物防治 C G Ca

14、o.環(huán)境污染是指人類(lèi)直接、間接制造或所用物品的廢棄物等排放到環(huán)境中，其數(shù)量超越了環(huán)境的自?xún)舨鸥?，使環(huán)境的理化和生物學(xué)性狀發(fā)生了有害的改動(dòng)。 7.3.1 環(huán)境污染與污染生態(tài)學(xué)1 .環(huán)境污染.環(huán)境污染的根本問(wèn)題元素或物質(zhì)在部分積累C G Cao物質(zhì)循環(huán)的平衡輸入輸出平衡元素在各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度平衡系統(tǒng)內(nèi)各元素的比例平衡.按環(huán)境要素分大氣污染水體污染土壤污染按污染物分非降解性污染(Nonbiodegradable pollution) 降解性污染(Biodegradale pollution) 按污染來(lái)源分面源污染(Non-pointed pollution) 點(diǎn)源污染(Pointed polluti

15、on) 環(huán)境污染的分類(lèi)2 .環(huán)境污染的類(lèi)型.污染源：工業(yè)污染型 農(nóng)業(yè)污染型 生活污染型 交通污染型污染物： 煙霧 粉塵 微粒 有害氣體1大氣污染C G Cao.2水體污染水體富營(yíng)養(yǎng)化重金屬污染熱污染水體污染的三個(gè)主要方面：C G Cao.大氣污染型水體污染型農(nóng)業(yè)污染型固體污染型生物污染型土壤污染3土壤污染C G Cao.7.3.2 有毒有害物質(zhì)的循環(huán)與生物放大作用1.有毒有害物質(zhì)有毒化合物有毒重金屬的循環(huán)放射性元素的循環(huán)食物鏈富集作用：又叫生物放大作用，指一些難降解的有毒物質(zhì)沿食物鏈傳送時(shí)，其濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高不斷添加的景象。2.食物鏈濃集作用.DDT在生態(tài)系統(tǒng)中的富集作用 C G Cao.7

16、.3.3 化學(xué)農(nóng)藥與物質(zhì)循環(huán)C G Cao農(nóng)藥在自然界中的轉(zhuǎn)移 .C G Cao有機(jī)氯農(nóng)藥BHC沿食物鏈及在牛肉、牛奶和人體內(nèi)的富集 .C G Cao.化肥與土壤性質(zhì)化肥與重金屬污染化肥與水體富營(yíng)養(yǎng)化化肥與硝酸鹽污染7.3.4 化學(xué)肥料與物質(zhì)循環(huán)C G Cao.7.3.5 環(huán)境污染的生物監(jiān)測(cè)1生物監(jiān)測(cè)與指示植物(1)生物監(jiān)測(cè)Biological monitoring：利用生命系統(tǒng)各層次對(duì)自然或人為要素引起環(huán)境變化的反響來(lái)斷定環(huán)境質(zhì)量。 (2)生物監(jiān)測(cè)方法從生物學(xué)層次來(lái)分，主要包括生態(tài)監(jiān)測(cè)(群落生態(tài)和個(gè)體生態(tài))、生物測(cè)試(急性毒性測(cè)定、亞急性毒性測(cè)定和慢性毒性測(cè)定)以及分子、生理、生化目的和污染

17、物在體內(nèi)的行為等幾個(gè)方面 .2.指示生物(indicator organism) 是一些對(duì)環(huán)境中的某些物質(zhì)，包括污染物的作用或環(huán)境條件的改動(dòng)能較敏感和快速地產(chǎn)生明顯反響的生物。經(jīng)過(guò)其所作的反響可了解環(huán)境的現(xiàn)狀和變化，起“預(yù)警功能。SO2監(jiān)測(cè)植物矮牽牛.指示植物.3.大氣污染的生物監(jiān)測(cè)敏感植物用于大氣污染的監(jiān)測(cè).大氣污染的動(dòng)物監(jiān)測(cè)金絲雀、老鼠、雞等來(lái)探測(cè)礦井中瓦斯毒氣蜜蜂理想的大氣監(jiān)測(cè)生物 砷、氟化物、鉛、汞、臭氧等引起的污染可縮短蜜蜂的壽命，甚至死亡?？闪私馕廴疚锏姆N類(lèi)、程度.4.水體污染的生物監(jiān)測(cè) 滇池不同污染程度下，水生植被的變化無(wú)污染：輪藻生長(zhǎng)繁茂，其它各類(lèi)植物可正常生長(zhǎng)輕度污染：敏感植

18、物海菜花、輪藻逐漸消逝中度污染：抗性強(qiáng)的紅線(xiàn)草、狐尾藻等繁茂生長(zhǎng)嚴(yán)重污染：各種高等沉水植物全部死亡.水污染的植物監(jiān)測(cè)長(zhǎng)江中下游湖泊富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程中沉水植被演替方式.水污染的動(dòng)物監(jiān)測(cè)顫蚓類(lèi)生物如霍莆水死蚓、顫蚓等在污染水體，尤其是有機(jī)污染水體中數(shù)量多、種類(lèi)單純，可用單位面積的顫蚓數(shù)作為水污染程度的目的。未污染：低于100條/m2輕度污染： 100999條/m2中度污染： 10005000條/m2嚴(yán)重污染：大于5000條/m2.4.土壤污染的生物監(jiān)測(cè)種科重金屬地點(diǎn)Poluearaea spirostylisAcrocephalvs robertirTephvosia sp. Nov.Fimbristylis sp. Nov.Loudetia simplexErianthus giganteusTephrosia sp. Nov.Polycarpeae synandraGomphrena canescensErigomu, ovalifoliumViola calaminariaPhiladelp hus sp.馬齒覓科唇形科豆科莎草科禾本科禾本科豆科馬齒覓科覓科廖科堇菜科虎耳草科CuCuCuCuCupbPb、ZnPb、ZnPb、ZnAgZnZn澳大利亞加拿大澳大利亞澳大利亞羅德西亞田納西州澳大